De aarde stijgt in een deel van Antarctica met een van de snelste snelheden ooit gemeten, als het ijs snel verdwijnt en het gewicht van het gesteente wordt getild, een nieuwe internationale studie heeft gevonden.

De bevindingen, gerapporteerd in het journaal Wetenschap , verrassende en positieve implicaties hebben voor het voortbestaan ​​van de West Antarctic Ice Sheet (WAIS), waarvan wetenschappers eerder dachten dat ze gedoemd waren te mislukken vanwege de effecten van klimaatverandering.

De onverwacht snelle snelheid van de stijgende aarde kan de stabiliteit van de ijskap aanzienlijk vergroten tegen catastrofale ineenstorting als gevolg van ijsverlies, wetenschappers zeggen.

Bovendien, de snelle opkomst van de aarde in dit gebied heeft ook invloed op de zwaartekrachtmetingen, wat inhoudt dat er in dit deel van Antarctica tot 10 procent meer ijs is verdwenen dan eerder werd aangenomen.

Onderzoekers onder leiding van wetenschappers van de Ohio State University gebruikten een reeks van zes GPS-stations (onderdeel van de POLENET-ANET-array) bevestigd aan gesteente rond de Amundsen Sea Embayment om de stijging ervan te meten als reactie op dunner wordend ijs.

De "opvoersnelheid" werd gemeten tot 41 millimeter (1,6 inch) per jaar, zei Terry Wilson, een van de leiders van de studie en een emeritus hoogleraar aardwetenschappen aan de Ohio State.

In tegenstelling tot, plaatsen als IJsland en Alaska, die hebben wat wordt beschouwd als snelle opwaartse snelheden, worden over het algemeen gemeten met een stijging van 20 tot 30 millimeter per jaar.

"De mate van opwaartse kracht die we hebben gevonden is ongebruikelijk en zeer verrassend. Het is een game changer, ' zei Wilson.

En het gaat alleen maar sneller worden. De onderzoekers schatten dat over 100 jaar, De stijgingssnelheden op de GPS-locaties zullen 2,5 tot 3,5 keer sneller zijn dan momenteel wordt waargenomen.

"Deze resultaten leveren een belangrijke bijdrage aan ons begrip van de dynamiek van het gesteente van de aarde, samen met het dunner worden van ijs op Antarctica. De grote hoeveelheid water die op Antarctica is opgeslagen, heeft gevolgen voor de hele planeet, " zei hoofdonderzoeksauteur Valentina R. Barletta, die met dit werk begon in de staat Ohio en nu een postdoctoraal onderzoeker is bij het National Space Institute (DTU Space) aan de Technische Universiteit van Denemarken.

"De nieuwe bevindingen verhogen de noodzaak om ijsmodellen te verbeteren om een ​​nauwkeuriger beeld te krijgen van wat er in de toekomst zal gebeuren."

Hoewel modelleringsstudies hebben aangetoond dat het optillen van gesteente WAIS theoretisch zou kunnen beschermen tegen instorting, men geloofde dat het proces te lang zou duren om praktische effecten te hebben.

"We dachten eerder dat de opheffing over duizenden jaren in een zeer langzaam tempo zou plaatsvinden, niet genoeg om een ​​stabiliserend effect op de ijskap te hebben. Onze resultaten suggereren dat het stabiliserende effect slechts tientallen jaren kan duren, ' zei Wilson.

Wilson zei dat de snelle opkomst van het gesteente in dit deel van Antarctica suggereert dat de geologie onder Antarctica anders is dan wetenschappers eerder hadden gedacht.

Onder de vaste bovenlaag van de aarde bevindt zich een hetere en meer vloeibare steenlaag die de mantel wordt genoemd. Hoe heet en vloeibaar de mantel precies is, varieert over de hele planeet.

De snelle stijging rond de Amundsen Sea Embayment suggereert dat de mantel in dit gebied heter en vloeibaarder is (of, zoals wetenschappers zeggen, het heeft een lagere viscositeit) dan verwacht, volgens Barletta.

Barletta gebruikte verschillende computermodellen met behulp van scenario's van ijsverlies door de tijd in het gebied om uit te leggen hoe zo'n snelle stijging vandaag de dag zou kunnen plaatsvinden.

De resultaten van Barletta's modellen toonden aan dat de huidige GPS-bevindingen het best kunnen worden verklaard door een mantel met een lage viscositeit, zei Wilson.

Dat zou betekenen dat het gesteente sneller reageert wanneer het gewicht van ijs wordt verwijderd - en dat is precies wat de GPS-resultaten lieten zien.

Deze nieuwe metingen van Glacial Isostatic Adjustment (GIA), de wetenschappelijke term voor opheffing als gevolg van het lossen van ijskappen, zijn een belangrijk onderdeel van een breder verhaal over het lot van de Antarctische ijskappen, zei Doug Kowalewski, de programmadirecteur van Antarctic Earth Sciences in het Office of Polar Programs (OPP) van de National Science Foundation.

"De waargenomen GIA-respons vastgelegd door de POLENET-array is een orde van grootte groter dan eerder werd gedacht. De komende uitdaging is om de GIA-waarnemingen te koppelen aan ijskapmodellen, ' zei Kowalewski.

"Deze gegevens zullen van grote waarde zijn voor de modelleergemeenschap die de complexe relaties tussen GIA, sub-ijsplank oceaancirculatie, en uiteindelijk, ijskap stabiliteit."

Het grootste praktische effect van de stijging is misschien een zeldzaam goed nieuws voor wat er in dit deel van Antarctica gebeurt als gevolg van klimaatverandering, zei Wilson.

De West-Antarctische ijskap speelt een sleutelrol bij de zeespiegelstijging. Schattingen suggereren dat deze ijskap alleen al verantwoordelijk is voor een vierde van de wereldwijde zeespiegelstijging die kan worden toegeschreven aan verdwijnende sneeuw en ijs.

Sommige wetenschappers suggereren dat WAIS een omslagpunt is gepasseerd waarin ijsverlies niet langer kan worden gestopt, die catastrofaal kunnen zijn, zei Wilson. De gletsjers daar bevatten genoeg water om de zeespiegel wereldwijd tot 1,2 meter te laten stijgen.

Het probleem is dat een groot deel van dit gebied van Antarctica onder de zeespiegel ligt. Relatief warm oceaanwater is onder de bodem van de ijskap naar binnen gestroomd, waardoor de aardingslijn dunner wordt en verplaatst - waar het water, ijs en vaste aarde ontmoeten elkaar - verder landinwaarts.

Het proces leek niet te stoppen, zei Wilson. "Maar we hebben feedback gevonden die het proces kan vertragen of zelfs stoppen."

Een belangrijke feedback betreft "pinpunten - verhoogde kenmerken van de aarde die oprijzen vanaf het oppervlak onder de aardingslijn die de ijskap vastzetten op de vaste aarde. Deze pinpunten gaan omhoog als reactie op de opwaartse beweging van de aarde en kunnen verdere terugtrekking van de ijskap.

Een andere feedback is het verlagen van de zeespiegel. Enorme ijskappen langs de oceaan hebben hun eigen aantrekkingskracht en verhogen de zeespiegel in de buurt ervan. Maar als het ijs dunner wordt en zich terugtrekt, de aantrekkingskracht vermindert en de zeespiegel bij de kust daalt.

"De verlaging van de zeespiegel, het stijgen van pinning points en de afname van de landinwaartse helling als gevolg van de opheffing van het gesteente zijn allemaal terugkoppelingen die de ijskap kunnen stabiliseren, ' zei Wilson.

Andere onderzoekers hadden geschat hoeveel de aarde zou moeten stijgen om WAIS te beschermen, gegeven een reeks toekomstige scenario's voor klimaatopwarming.

De resultaten van deze studie schatten dat het gesteente bij de Pine Island Glacier-aardingslijn (die deel uitmaakt van WAIS) in 100 jaar ongeveer 8 meter zal zijn gestegen. Dat is ongeveer drie keer zo hoog als de waarden die anderen hebben laten zien om het wegvluchten in dit gebied te verminderen.

"Onder veel realistische klimaatmodellen, dit zou genoeg moeten zijn om de ijskap te stabiliseren, ' zei Wilson.

Ze zei dat hoewel deze studie potentieel goed nieuws oplevert voor de Amundsen Sea Embayment, dat betekent niet dat alles goed is op Antarctica.

"De fysieke geografie van Antarctica is erg complex. We hebben enkele potentieel positieve feedbacks gevonden in dit gebied, maar andere gebieden kunnen anders zijn en in plaats daarvan negatieve feedback hebben, "zei ze. Ongeacht feedback, modellen suggereren dat de WAIS zal instorten als de toekomstige opwarming van de aarde groot is.